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ALMA MATER STUDIORUM – UNIVERSITÀ DI BOLOGNA CAMPUS DI CESENA SCUOLA DI SCIENZE CORSO DI STUDI IN INGEGNERIA E SCIENZE INFORMATICHE Tangram ed edutainment per l’apprendimento della geometria Relazione Finale in Sistemi Multimediali Relatore Presentata da Dott.ssa Silvia Mirri Raffaele Gori Sessione II° Anno Accademico 2014/2015 Raffaele Gori – Tangram ed edutainment per l’apprendimento della geometria Alla mia famiglia e agli amici, ma soprattutto a mio fratello. II Indice Indice INDICE ................................................................................................................... I INTRODUZIONE ..................................................................................................... 3 1 ICT ED ELEMENTI DI EDUTAINMENT NELL'AMBITO DELL'APPRENDIMENTO ........................................................................................ 7 1.1 RELAZIONE TRA GIOCO E APPRENDIMENTO ....................................................... 7 1.1.1 Per la matematica / Risoluzione di problemi ........................................... 8 1.2 VIDEOGIOCO COME NUOVO TIPO DI MEDIUM PER L'APPRENDIMENTO............... 10 1.2.1 Gamification e Edutainment. .................................................................. 12 1.3 STATO DELL'ARTE ........................................................................................... 14 1.3.1 Videogiochi matematici notevoli per web e piattoforme mobili. ........... 14 1.3.2 Differenze nella programmazione di app native, web app e app ibride 18 1.3.3 ICT e scuola in Italia .............................................................................. 21 2 SPECIFICHE DEL PROGETTO E STRUMENTI DI SVILUPPO UTILIZZATI .. 27 2.1 PRESENTAZIONE E CONTESTUALIZZAZIONE DEL PROGETTO DI TESI ................. 27 2.1.1 Contesto in cui si inserisce il progetto di tesi ........................................ 27 2.1.2 Il ruolo del Tangram .............................................................................. 28 2.2 GESTIONE DEL CONTESTO DI GIOCO ................................................................. 30 2.3 TECNOLOGIE E METODI DI PROGETTAZIONE E SVILUPPO UTILIZZATI PER LA REALIZZAZIONE DEL PROGETTO ................................................................................... 31 2.3.1 HTML5. .................................................................................................. 32 2.3.2 CSS3 ....................................................................................................... 35 2.3.3 JavaScript ............................................................................................... 39 2.3.3 KineticJS e Canvas ................................................................................. 44 2.3.3 Apache Cordova ..................................................................................... 46 2.4 GESTIONE DI TEMI E AMBIENTAZIONI DI GIOCO MULTIPLI ................................ 48 3 IMPLEMENTAZIONE E FASE DI TEST ........................................................ 51 3.1 ARCHITETTURA DELL'APPLICAZIONE ............................................................... 51 3.1.1 Analisi nel dettaglio dei singoli blocchi ................................................. 53 3.2 FASI DI GIOCO E CASI D'USO ............................................................................. 74 3.3 TEST EFFETTUATI, BUG RISCONTRATI, SOLUZIONI APPORTATE E MIGLIORAMENTI POSSIBILI .......................................................................................... 78 I Raffaele Gori – Tangram ed edutainment per l’apprendimento della geometria CONCLUSIONI...................................................................................................... 85 BIBLIOGRAFIA ....................................................................................................... I II Introduzione Introduzione Da lungo tempo è noto che esiste un legame forte tra apprendimento e divertimento, ambiti che nascono come tutt’altro che privi di interazioni, nonostante l’idea generale che si ha della scuola come luogo grigio e tedioso sia ben lontana dall’essere piacevole e divertente: basti pensare al fatto che quello del gioco è il principale mezzo a disposizione dei bambini in età prescolare per imparare a conoscere le dinamiche di base dell’ambiente che li circonda, e tuttavia in questo periodo essi imparano moltissimo in un arco di tempo piuttosto breve, e senza mai mostrare fatica o noia. E’ opinione di molti studiosi che anche superata la fase iniziale della vita il gioco possa continuare a costituire un validissimo sostegno all’apprendimento in ogni campo e disciplina, poiché il divertimento che si trae da esso porta con sé elevati livelli di motivazione. Inoltre la presentazione di obiettivi chiari e di continui feedback mantiene alta l’attenzione del giocatore/discente-inconsapevole e lo sprona senza gravarlo di imposizioni, facendo leva su meccanismi psicologici quali il bisogno di gratificazione o la competitività, ad applicarsi per superare gli ostacoli che incontra, riducendo la percezione della fatica. Il concetto di gamification (che deriva dall’inglese gamify ed indica l’operazione di rendere un gioco qualcosa che non nasce necessariamente per esserlo) nasce, in epoca recente, dall’applicazione di dinamiche di gioco a contesti non prettamente ludici, al fine di veicolare determinati messaggi o perseguire determinati scopi. Oggi le sue applicazioni coinvolgono moltissimi ambienti e contesti, che spaziano dall’incentivazione della produzione e della motivazione tra i dipendenti di un’azienda, 3 Raffaele Gori – Tangram ed edutainment per l’apprendimento della geometria alla fidelizzazione dei clienti di un negozio o di uno store virtuale, fino anche alla spinta al raggiungimento di determinati obiettivi in termini di forma fisica. All’applicazione dei concetti di gamification all’ambiente scolastico ci si riferisce con il termine più specifico di edutainment, termine che nasce dalla fusione delle due parole inglesi eduactional (educativo) ed entertainment (intrattenimento), che indica, appunto, l’inserimento di dinamiche di gioco all’interno di un contesto di insegnamento, al fine di veicolare concetti e sviluppare abilità e conoscenze in maniera piu’ piacevole e produttiva di quanto avvenisse con il metodo classico, basato su cicli di spiegazione, studio individuale e verifica dell’apprendimento, che mostrano i propri limiti nel momento in cui gli studenti non siano in grado di mettere in atto efficaci strategie di memorizzazione ed interiorizzazione dei concetti, o non si trovino ad essere sufficientemente motivati nella loro azione di discenti. I videogiochi, nell’era digitale, stanno assumendo un ruolo importantissimo nel contesto dell’insegnamento attraverso il gioco: essi si dimostrano un ottimo mezzo di veicolazione del sapere e costituiscono il primo medium veramente nato in ambito multimediale, quindi il più adatto per l’uso di pacchetti di questo tipo che coinvolgano più canali di assimilazione. In questo contesto si inserisce il progetto sviluppato in questa tesi, che consiste in una applicazione per dispositivi mobili destinata ad essere innestata, come modulo di gestione di un piccolo videogioco, all’interno di un sistema più ampio che applica i principi di gamification all’apprendimento della matematica. In particolare in questa sede ci si è occupati del modulo relativo alla familiarizzazione con alcuni concetti di geometria tramite la digitalizzazione dell’antico gioco cinese del Tangram. Gli obiettivi del progetto sono quelli di fornire una applicazione di facile utilizzo che non risulti noiosa dopo poche partite e garantire, nel contempo, tutte le caratteristiche necessarie per una sua facile integrazione come componente di un sistema più complesso. A tal fine elementi cui si è prestata particolare attenzione nella progettazione sono la possibilità di gestione di temi multipli tramite la parametrizzazione di ogni aspetto legato alla presentazione, e la strutturazione del programma in maniera tale da risultare un modulo facilmente isolabile, fornendo una interfaccia di comunicazione con il sistema di livello superiore limitata allo scambio di pochi e specifici dati di interesse. 4 Introduzione Questo volume di tesi è strutturato come segue: Nel primo capitolo ci si è occupati dell’analisi delle relazioni esistenti tra il gioco e l’apprendimento intesi dapprima in senso lato e calati, poi, nell’ambito della materia di interesse: la matematica. Si è affrontato, inoltre, il tema della validità del videogioco come un ottimo mezzo multimediale per la veicolazione della conoscenza in età digitale, e si sono introdotti contestualmente i concetti di gamification ed edutainment. La sezione successiva affronta un excursus sullo stato dell’arte, in cui si presentano alcune tra le principali applicazioni di tipologia simile a quella del software prodotto, si illustrano le diverse tipologie di approccio all’implementazione di applicazioni destinate all’esecuzione su dispositivi mobili e si ripercorre brevemente la storia dell’inserimento e dell’integrazione, mai completamente avvenuta, delle ICT (Information and Communications Technologies, Tecnologie dell’Informazione e della Comunicazione) nella scuola italiana dagli anni ’80 fino ai giorni nostri. Il secondo capitolo è dedicato alla presentazione delle specifiche e ad una breve contestualizzazione del progetto sviluppato in questa tesi, di cui vengono mostrate anche le dinamiche di gestione del contesto di gioco e del supporto a temi multipli. In questo capitolo